許小妹，陳里根，袁平湘，盧維富，張 勇，林 雷

（航空工業(yè)洪都，江西南昌，330024）

0 引言

飛機(jī)登機(jī)梯分常規(guī)登機(jī)梯和機(jī)內(nèi)內(nèi)置登機(jī)梯兩種，常規(guī)登機(jī)梯是一個獨立構(gòu)件，飛行員登離飛機(jī)后，登機(jī)梯取下，其結(jié)構(gòu)形式簡單，不會增加飛機(jī)本身的重量，安全穩(wěn)定性較好。但對于經(jīng)常在野外起降的軍用陸基飛機(jī)，地勤人員的配備和艱苦復(fù)雜的野外環(huán)境，常規(guī)登機(jī)梯難以滿足飛行員的使用要求；對于艦載機(jī)，使用需人工搭放和撤收的常規(guī)登機(jī)梯，因航母的搖擺晃動和飛行甲板面積的限制，登機(jī)梯安置的穩(wěn)定性難以得到保障，并給地勤人員的工作造成混亂。常規(guī)登機(jī)梯按其結(jié)構(gòu)形式分為直接搭接安置式和吊掛式兩種。直接搭接安置式常規(guī)登機(jī)梯，機(jī)身和梯體搭接部分易因梯體端部的橡膠老化而造成飛機(jī)蒙皮被磨黑；吊掛式常規(guī)登機(jī)梯的吊掛點易因接觸磨損而破壞飛機(jī)表面涂層，使飛機(jī)的防腐性能下降。內(nèi)置登機(jī)梯以其不受陸地環(huán)境、航母的搖擺晃動、甲板面積的限制、對地勤人員依賴性小及可收放性等高度自主性特點在軍機(jī)中逐步得到運用。但受飛機(jī)重量及空間尺寸的限制，內(nèi)置登機(jī)梯的結(jié)構(gòu)形式布置及可收放性設(shè)計卻成為其設(shè)計的難點。

1 內(nèi)置登機(jī)梯的結(jié)構(gòu)形式分類

軍機(jī)內(nèi)置登機(jī)梯常見的結(jié)構(gòu)形式有翻轉(zhuǎn)折疊式、伸縮桿式、金屬蒙皮壁板式以及伸縮桿式或翻轉(zhuǎn)折疊式與金屬蒙皮壁板塊組成的復(fù)合式內(nèi)置登機(jī)梯。

1）翻轉(zhuǎn)折疊式內(nèi)置登機(jī)梯

翻轉(zhuǎn)折疊式內(nèi)置登機(jī)梯結(jié)構(gòu)形式同簡易的外掛式登機(jī)梯，中間腳踩踏板連接在兩側(cè)梯桿上，有些內(nèi)置登機(jī)梯的梯桿還可作為登機(jī)攀援扶手，登離機(jī)便利性較高，且登機(jī)梯收起后在厚度方向上所占空間小。但各級梯桿有相互協(xié)調(diào)性要求，可收放性結(jié)構(gòu)設(shè)計難度較大。如F/A-18F“大黃蜂”新型艦載機(jī)、YK-130高級教練機(jī)。

2）伸縮桿式內(nèi)置登機(jī)梯

伸縮桿式登機(jī)梯由一根方形或圓形可伸縮桿以及桿左右兩側(cè)間隔設(shè)置的臺階組成一個簡易登機(jī)梯，其結(jié)構(gòu)簡單，所占機(jī)體空間小，對飛機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)影響較小。登機(jī)梯收放在收容艙內(nèi)，口蓋關(guān)閉即可與機(jī)身完全貼合，作為機(jī)身蒙皮的一部分，其口蓋相對翻轉(zhuǎn)折疊式登機(jī)梯較小，但其收容艙所占空間較大，登機(jī)難度較大，除機(jī)體本身外沒有可供輔助登機(jī)的扶手。如A-10攻擊機(jī)、F-35“閃電Ⅱ”聯(lián)合戰(zhàn)斗攻擊機(jī)。

金屬蒙皮壁板式內(nèi)置登機(jī)梯是在飛機(jī)座艙段設(shè)置幾塊金屬蒙皮壁板塊，其結(jié)構(gòu)形式類似飛機(jī)的快卸口蓋結(jié)構(gòu)，將其打開與機(jī)身表面成一定角度時，作為飛行員的腳踩踏板和攀援扶手，其結(jié)構(gòu)形式簡單、占用空間小，對座艙影響最小。如A-7“海盜”攻擊機(jī)。但由于金屬蒙皮壁板式內(nèi)置登機(jī)梯貼覆于機(jī)身蒙皮，飛機(jī)起落架較高的飛機(jī)難以單獨利用該結(jié)構(gòu)形式的簡易內(nèi)置登機(jī)梯登離飛機(jī)，一般與翻轉(zhuǎn)折疊式或伸縮桿式組成復(fù)合式內(nèi)置登機(jī)梯。

4）復(fù)合式內(nèi)置登機(jī)梯

翻轉(zhuǎn)折疊式或伸縮桿式與金屬蒙皮壁板塊復(fù)合式登機(jī)梯是目前使用最多的內(nèi)置登機(jī)梯結(jié)構(gòu)形式。在單獨采用翻轉(zhuǎn)折疊式或伸縮桿式內(nèi)置登機(jī)梯的梯體長度難以滿足飛行員登離飛機(jī)要求的情況下，在原有登機(jī)梯的上端、靠座艙段單獨設(shè)計一個或兩個金屬蒙皮壁板塊構(gòu)成復(fù)合式內(nèi)置登機(jī)梯。采用復(fù)合式內(nèi)置登機(jī)梯的機(jī)型有米格-29KUB艦載機(jī)、SU-25攻擊機(jī)等。

2 國外軍機(jī)內(nèi)置登機(jī)梯的結(jié)構(gòu)及可收放性分析[1,2]

以下主要介紹國外軍機(jī)典型內(nèi)置登機(jī)梯的結(jié)構(gòu)及收放動作過程，為方便比較分析，大致按照各機(jī)型的首飛或服役時間為先后順序。

A-6攻擊機(jī)巧妙地利用其進(jìn)氣道位置優(yōu)勢，在機(jī)身兩側(cè)左右進(jìn)氣道的外壁分別鉸接安裝了向下“開門式”，可向下翻轉(zhuǎn)打開的雙模預(yù)制性登機(jī)梯，結(jié)合進(jìn)氣道外壁上的階梯結(jié)構(gòu)組成雙段登機(jī)梯，飛行人員分別從機(jī)體兩側(cè)同時踩著登機(jī)梯迅速地登離座艙。EA-6B電子戰(zhàn)機(jī)在A-6“入侵者”高亞音速噴氣式重型艦載攻擊機(jī)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)型上增加一排電子操作員座艙，構(gòu)成雙排并列四人座艙。EA-6B電子戰(zhàn)機(jī)則在A-6的基礎(chǔ)上在登機(jī)梯前端左、右各配置一個金屬蒙皮壁板塊供前排飛行員登離機(jī)，如圖1所示。至于進(jìn)氣道左右兩側(cè)分別安裝內(nèi)置登機(jī)梯的便利性是否值得借鑒，要綜合考慮登機(jī)梯的增加對飛機(jī)整體重量的影響大小以及飛機(jī)重心的平衡性影響。

圖1 EA-6B“徘徊者”電子戰(zhàn)機(jī)

L-39ZA教練機(jī)在飛機(jī)的前、后座艙分別配備有翻轉(zhuǎn)折疊式和金屬蒙皮壁板塊相結(jié)合的復(fù)合式內(nèi)置登機(jī)梯，如圖2所示。從圖2初步判斷，其起落架高度較低，但仍采用復(fù)合式內(nèi)置登機(jī)梯結(jié)構(gòu)形式，可能是為了將翻轉(zhuǎn)折疊式登機(jī)梯避開空間及氣密性要求更加嚴(yán)格的座艙段區(qū)域，而選擇布置在座艙地板平面以下的設(shè)備艙段，這又勢必會造成登機(jī)梯能達(dá)到的高度下移，故在其上方布置金屬蒙皮壁板塊輔助登機(jī)；也有可能僅僅是因為單獨布置翻轉(zhuǎn)折疊式內(nèi)置登機(jī)梯難以達(dá)到登機(jī)要求，故將可向下翻轉(zhuǎn)的翻轉(zhuǎn)折疊式登機(jī)梯布置在對空間要求相對較小的座艙段下方實現(xiàn)第一步登機(jī)功能。其結(jié)構(gòu)形式相對簡單，對座艙段的影響較小。

F-14“熊貓”艦載戰(zhàn)斗機(jī)采用的是復(fù)合式內(nèi)置登機(jī)梯，如圖3所示，翻轉(zhuǎn)折疊式登機(jī)梯設(shè)置在前后座艙的中間區(qū)域，再分別在前、后座艙段配置一金屬蒙皮壁板塊作為飛行員的腳踩踏板和攀援扶手，飛行員踩踏打開的內(nèi)置登機(jī)梯和機(jī)體表面的機(jī)身蒙皮壁板塊就可快捷自如地進(jìn)入飛機(jī)座艙。

圖2 捷克L-39ZA教練機(jī)

圖3 F-14“熊貓”艦載戰(zhàn)斗機(jī)

如圖4所示，A-10攻擊機(jī)配備伸縮桿式內(nèi)置登機(jī)梯，圓形伸縮桿與機(jī)身鉸接在一起，伸縮桿兩側(cè)間隔安裝有簡易套環(huán)式腳踩踏板，登離飛機(jī)完成后，伸縮桿底端的黃色簡易腳踩踏板可收縮在收容艙內(nèi)，收容艙設(shè)計有快卸口蓋實現(xiàn)開、關(guān)閉功能。但該登機(jī)梯的登離機(jī)便利性不高，飛行員無可攀援的輔助登機(jī)扶手結(jié)構(gòu)。

如今，美國軍隊研究局、德國、俄羅斯都對飛機(jī)的設(shè)計過程、研制數(shù)據(jù)、飛行數(shù)據(jù)建立了功能比較強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫，且應(yīng)用的比較普遍，雖然我國也已經(jīng)進(jìn)行了上述的一些研究，但是總體而言，我國的飛機(jī)數(shù)據(jù)庫與國外相比還有一定的差距。

圖4 A-10攻擊機(jī)

如圖5所示，SU-25攻擊機(jī)在座艙后的設(shè)備艙段配備三層可折疊式內(nèi)置登機(jī)梯以增加其登機(jī)梯長度，梯體上方的飛機(jī)蒙皮外還設(shè)計有兩個固定不可收放的登機(jī)把手，登機(jī)梯左側(cè)，后座艙段設(shè)置了一個金屬蒙皮壁板塊，打開時作為飛行員扶手兼腳踏板。三層可翻轉(zhuǎn)折疊式內(nèi)置登機(jī)梯直接吊掛于機(jī)身蒙皮上，飛行員第一步登機(jī)時，手有向外的拉力，與之相對應(yīng)，腳有方向向機(jī)體內(nèi)部的壓力，可能會磨損機(jī)身蒙皮；不可收放的登機(jī)把手為登機(jī)提供了極大的便利性，但勢必會影響飛機(jī)的氣動性能。

圖5 SU-25攻擊機(jī)

米格-29KUB艦載機(jī)的登機(jī)梯可謂是兼具了翻轉(zhuǎn)折疊式、伸縮桿式及金屬蒙皮壁板3種登機(jī)梯的結(jié)構(gòu)形式，如圖6所示。其登機(jī)梯布置在邊條下，由矩形伸縮桿及5個簡易踏板組成，飛行員通過登機(jī)梯登上其邊條，繼而借助金屬蒙皮壁板塊進(jìn)入座艙內(nèi)。與A-10攻擊機(jī)登機(jī)梯不同的是，收縮桿收縮彎折90°收藏在邊條下，其結(jié)構(gòu)形式結(jié)合了F/A-18F“大黃蜂”和A-10攻擊機(jī)的雙重特點。

圖6 米格-29KUB艦載機(jī)

美國F/A-18F“大黃蜂”新型艦載戰(zhàn)斗/攻擊機(jī)配備翻轉(zhuǎn)折疊式內(nèi)置登機(jī)梯，如圖7所示。登機(jī)梯打開時，結(jié)構(gòu)類似于外掛式登機(jī)梯，為常規(guī)的、便于折疊貼覆收放的窄扁條狀桿梁結(jié)構(gòu)，梯桿與邊條下部的接頭連接固定，底部通過掛鉤斜撐以保證登機(jī)梯與機(jī)體成一定角度。收放時，解開底部掛鉤，向右旋轉(zhuǎn)將登機(jī)梯貼覆安裝在機(jī)身邊條的底部，左側(cè)加強(qiáng)梯桿內(nèi)設(shè)置有滑軌供各級梯桿旋轉(zhuǎn)收放進(jìn)邊條內(nèi)。邊條收容艙內(nèi)設(shè)置有供固定登機(jī)梯的掛鉤，且左側(cè)加強(qiáng)梯桿設(shè)計有帶外形結(jié)構(gòu)，登機(jī)梯收起后作為機(jī)體蒙皮的一部分。飛行員借助這個扁條狀登機(jī)梯登上機(jī)身邊條后，直接踩踏其獨特的大邊條進(jìn)入座艙。

圖7 F/A-18F“大黃蜂”新型艦載機(jī)

法國“陣風(fēng)M”艦載型飛機(jī)登機(jī)梯采用伸縮桿式方形登機(jī)桿和金屬蒙皮壁板塊相組合的結(jié)構(gòu)形式，如圖8所示，伸縮桿兩側(cè)分別設(shè)有一個簡易踏板，收起時，可向上翻轉(zhuǎn)折入梯體內(nèi)，與梯桿齊平，伸縮桿底端連接有金屬蒙皮壁板塊，飛行員登離飛機(jī)后，即可將伸縮桿登機(jī)梯收縮進(jìn)機(jī)體內(nèi)部，底端金屬塊就貼覆在機(jī)體表面，成為機(jī)體表面的一部分；金屬蒙皮壁板塊打開后，可作為飛行員攀爬伸縮桿式登機(jī)梯時的攀援扶手和腳踩踏板。

圖9為YK-130高級教練機(jī)，該教練機(jī)起落架高度較低，在座艙左側(cè)壁上配備兩層翻轉(zhuǎn)折疊式內(nèi)置登機(jī)梯。此內(nèi)置登機(jī)梯由上梯桿、下梯桿、腳踩踏板及登機(jī)口蓋組成，梯體和登機(jī)口蓋通過合頁連接于一體，與下梯桿連接的口蓋端開一矩形缺口作為飛行員的第一級簡易踏板，后座艙飛行員通過內(nèi)置登機(jī)梯登上飛機(jī)上大梁，繼而進(jìn)入座艙?？谏w打開，登機(jī)梯即放下；收起時，先將腳踩踏板向上抬起，隨之口蓋向上翻轉(zhuǎn)與座艙側(cè)壁連接固定，從而收起登機(jī)梯、關(guān)閉口蓋。

圖8 法國“陣風(fēng)M”艦載機(jī)

圖9 YK-130高級教練機(jī)

F-35“閃電Ⅱ”聯(lián)合戰(zhàn)斗攻擊機(jī)屬于第五代戰(zhàn)斗機(jī)，同樣配備伸縮桿式內(nèi)置登機(jī)梯，如圖10所示，由方形金屬桿和金屬桿下端間隔設(shè)置的套環(huán)組成飛行員的簡易內(nèi)置登機(jī)梯，并在第一級梯桿與機(jī)體之間設(shè)計有斜撐桿以保證登機(jī)梯梯桿不與機(jī)體蒙皮刮蹭。飛行員登離機(jī)后，方形桿收納在收容艙內(nèi)，關(guān)閉口蓋即可作為機(jī)身外表面蒙皮。

圖10 F-35“閃電Ⅱ”聯(lián)合戰(zhàn)斗攻擊機(jī)

3 結(jié)語

軍機(jī)內(nèi)置登機(jī)梯主要有翻轉(zhuǎn)折疊式、伸縮桿式、金屬蒙皮壁板塊式和復(fù)合式內(nèi)置登機(jī)梯。

通過對以上國外典型軍機(jī)內(nèi)置登機(jī)梯的結(jié)構(gòu)特點及可收放性分析，可以看出，內(nèi)置登機(jī)梯的結(jié)構(gòu)應(yīng)充分利用飛機(jī)本身，特別是座艙段的結(jié)構(gòu)特點，以對飛機(jī)結(jié)構(gòu)影響最小化為原則來選擇內(nèi)置登機(jī)梯的位置布置和結(jié)構(gòu)形式，再進(jìn)行結(jié)構(gòu)和可收放性設(shè)計。此外，內(nèi)置登機(jī)梯的應(yīng)用范圍將更為廣泛，由原來主要在大、重型艦載戰(zhàn)斗、攻擊機(jī)等飛機(jī)裝備向小、輕型飛機(jī)（如教練機(jī)）拓寬發(fā)展；內(nèi)置登機(jī)梯的結(jié)構(gòu)向輕量化、簡易化及對機(jī)身結(jié)構(gòu)影響最小化的趨勢發(fā)展；同時，現(xiàn)代飛機(jī)將更加注重飛機(jī)的氣動性能，后續(xù)飛機(jī)內(nèi)置登機(jī)梯均無類似登機(jī)把手等影響飛機(jī)氣動性能的突出結(jié)構(gòu)外形。